Presto 架构原理与优化介绍 | 青训营笔记

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这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的第6天

概述

大数据与OLAP系统的演进

  • 信息交换:通信和网络宽带的大幅增长
  • 信息存储:计算机存储量的大幅增长
  • 信息处理:整理、转换、分析数据的能力大幅增长 Hadoop:基于廉价机器存算分离的大规模分布式处理系统

什么是OLAP?

OLAP(OnLine Analytical Processing) 对业务数据执行多维分析,并提供复杂计算,趋势分析和复杂数据建模的能力。是许多商务智能(BI)应用程序背后的技术。现如今OLAP已经发展为基于数据库通过SQL对外提供分析能力

OLAP核心概念

  • 维度
  • 度量

OLAP vs MapReduce

  1. MapReduce代表了抽象的物理执行模型,使用门槛较高
  2. 与Mapreduce Job相比,OLAP引擎通过SQL的形式,为数据分析、数据开发人员提供统一的逻辑描述语言,实际的物理执行由具体的引擎进行转换和优化。

Presto设计思想

Presto最初是由facebook研发的构建于Hadoop/HDFS系统之上的PB级交互式分析引擎
特点:

  • 多租户任务的管理与调度
  • 多数据源联邦查询
  • 支持内存化计算
  • pipeline式数据处理

基于Presto的二次开发

  • Prestodb
  • Trino
  • Openlookeng

Presto基础原理与概念

服务相关

Coordinator

  • 解析SQL语句
  • 生成执行计划
  • 分发执行任务给Worker节点

Worker

  • 执行Task处理数据
  • 与其他Worker交互传输数据

数据源相关

Connector:

  • 一个Connector代表一种数据源。可以认为Connector是由Presto提供的适配多数据源的统一接口。

Catalog:

  • 管理元信息与实际数据的映射关系。

基础概念

Query相关:

  • Query
  • Stage
  • Fragment
  • Task
  • Pipeline
  • Driver
  • Split
  • Operator

数据传输相关:

  • Exchange:

    • 表示不同 Stage 间的数据传输,大多数意义下等价于 Shuffle。
  • LocalExchange:(默认数值是 16)

    • Stage 内的 rehash 操作,常用于提高并行处理数据的能力(Task 在 Presto 中只是最小的容器,而不是最小的执行单元)

衡量某个任务某个 Stage 的真实并行度

在不同的 Pipeline 下 Split(Driver)的数目之和是否一致。

Presto重要机制

多租户资源管理

类似Yarn多级队列的资源管理方式;基于CPU、MEMORY、SQL 执行数进行资源使用量限制

  • 优点:轻量的Query级别的多级队列资源管理模式
  • 缺点:存在一定滞后性,只会对Group中正在运行的SQL进行判断

多租户下的任务调度

  • Stage调度

  • Task调度

  • Split调度

内存计算

  • Pipeline化的数据处理:更好的实现算子间的并行;语义上保证了每个Task内的数据流式处理
  • Back pressure Mechanism:控制split生成流程;控制operator的执行

多数据源联邦查询